DE3719775A1 - Anordnung zur uebernahme, massenbestimmung und -abgrenzung von fluessigkeiten, insbesondere fuer getraenke wie milch oder bier - Google Patents
Anordnung zur uebernahme, massenbestimmung und -abgrenzung von fluessigkeiten, insbesondere fuer getraenke wie milch oder bierInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Überführung,
Massenbestimmung und -abgrenzung von Flüssigkeiten, insbe
sondere für Getränke wie Milch oder Bier, nach dem Oberbegriff
des Hauptanspruchs.
Die Anordnung der einleitend gekennzeichneten Gattung
entspricht im wesentlichen der Anordnung nach den Hauptan
meldung P 35 45 160.2-53. Im Unterschied zur Anordnung der
älteren Hauptanmeldung geht die vorliegende Anordnung von
wenigstens einem Meßbehälter aus, der mit einem Zulauf und
einem Ablauf für die im Meßbehälter gestapelte Flüssigkeit
ausgerüstet ist.
Die in der Hauptanmeldung vorgenommene Beschränkung auf
wenigstens zwei Meßbehälter, die jeweils über steuerbare
Ventilanordnungen einerseits mit einer Zulaufleitung zwecks
Befüllung aus dem Anlieferungsbehälter und andererseits mit
einer Ablaufleitung zwecks Entleerung in den Sammelbehälter
verbindbar sind, wird fallengelassen. Insbesondere das Merkmal
einer Verbindung zwischen Zulaufleitung und Meßbehälter
einerseits und Ablaufleitung und Meßbehälter andererseits im
Sinne einer zeitlich unbegrenzten, fortwährenden gegenständ
lichen Verrohrung entfällt als gattungsprägendes Merkmal im
Hinblick auf einen weitergefaßten Gattungsbereich.
Wie einleitend bereits festgestellt, beschränkt sich die
Anordnung nach der Hauptanmeldung auf wenigstens zwei Meß
behälter, die jeweils mit einer Zulaufleitung und einer
Ablaufleitung verbunden sind. Damit während des Wiegens
keinerlei Kraftwirkung über diese Leitungen auf die Meßbe
hälter auftreten, müssen die Verbindungen von den Meßbehältern
und den zugeordneten Leitungsabschnitten im Bereich zwischen
Meßbehälter und Stützfläche außerordentlich elastisch sein. Da
die Meßbehälter erfindungsgemäß nur geringe Verschiebungen
parallel zur Stützfläche erfahren, sind an diese Leitungs
verbindungen jedoch bei weitem nicht so hohe Ansprüche zu
stellen, wie bei Anordnungen nach dem Stand der Technik, die
pendelnd aufgehängte Wiegetanks aufweisen (DE 33 32 434 C1,
DE-OS 28 21 372). Allerdings lassen sich hohe Meßgenauig
keiten bei der Gewichstkraftbestimmung der im Meßbehälter
gestapelten Flüssigkeit mit Meßbehältern, an die die Zulauf-
und Ablaufleitung auch während des Wiegens angeschlossen sind,
generell nur mit hohem konstruktivem Aufwand realisieren.
Selbst wenn man bei Anordnungen nach dem Stand der Technik,
bei denen die Meßbehälter pendelnd aufgehängt sind, die
Nachteile durch die Unvermeidbarkeit von Kraftwirkungen
infolge Leitungsanschluß an den Meßbehälter außer acht
läßt, bleiben weitere Nachteile sowohl gegenüber Anordnungen
nach der Hauptanmeldung als auch gegenüber jenen der vor
liegenden Erfindung. Zum einen benötigt ein pendelnd auf
gehängter Meßbehälter gegenüber einem gefesselten
innerhalb der Gesamtanordnung einen höheren Raumbedarf, zum
anderen benötigt ein Meßbehälter, der auspendeln kann, relativ
lange Zeit, um in die zur Wägung notwendige Ruhelage zu
gelangen. Diese Zeitspanne steht für Anordnungen zur Über
nahme, Massenbestimmung und -abgrenzung von Flüssigkeiten in
der Regel nicht zur Verfügung.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Anordnung nach
der Hauptanmeldung derart zu verbessern und weiterzubilden,
daß die Gewichtskraftbestimmung der im Meßbehälter gestapelten
Flüssigkeit mit noch höherer Genauigkeit und weitestgehend
frei von das Meßergebnis verfälschenden äußeren und inneren
Kraftwirkungen erfolgt.
Diese Aufgabe wird nach den kennzeichnenden Merkmalen des
Hauptanspruchs gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Anordnung
sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist der Meßbehälter sozusagen
über die Stützfläche gefesselt, so daß er jegliche räumliche
Neigungsbewegung des gesamten Meß- und Annahme- bzw. Abgabe
systems mitvollzieht. Es ist also gleichgültig, ob das gesamte
Fahrzeug waagerecht oder in irgendeiner Richtung des Raumes
geneigt ist. Die gesamte Anordnung, einschließlich des Sammel
tanks, des Meßbehälters und aller Leitungsverbindungen,
erfährt gegebenenfalls aufgrund der Umgebungsbedingungen eine
räumliche Schräglage. Ein Auspendeln des Meßbehälters wird
nicht mehr zugelassen. Dadurch entfällt die hochgradig
elastische Leitungsverbindung zu dem Meßbehälter, die bei
Anordnungen nach dem Stand der Technik unabdingbar sind.
Lediglich die geringe Hubbewegung bzw. Verschiebebewegung
des Meßbehälters beim Belasten der Wiegezelle, die im
Millimeterbereich liegt, ist bei einem Meßbehälter mit auch
während des Wiegens angeschlossenen Leitungen durch geeignete
elastische Leitungsanschlüsse sicherzustellen. Die anderen im
Kennzeichen des Hauptanspruchs alternativ angegebenen erfin
gungsgemäßen Leitungsanordnungen und -führungen gewährleisten
von vornherein eine kraftwirkungsfreie Wägung. Über die in der
Hauptanmeldung vorgeschlagene Anordnung der Wiegezelle in
Bezug auf die Stützfläche wird eine sogenannte Hangabtriebs
kraft gemessen, die allenfalls durch minimale Reibungskräfte
in der Lagerung des Meßbehälters verfälscht sein kann. Diese
Reibungskräfte lassen sich im Rahmen der tolerierbaren
Meßfehler minimieren bzw. sie sind über die Auswerteein
richtung als sogenannte Gerätskonstante zu berücksichtigen.
Durch Messung des Neigungswinkels der Lagerungsachse des
Meßbehälters kann aus der in Richtung der Lagerungsachse
wirksamen und gemessenen Hangabtriebskraft (Kraftkomponente
F H * der Gewichtskraft F) die tatsächlich vorhandene Gewichts
kraft F berechnet werden.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Anordnung gemäß
der Erfindung ist vorgesehen, daß die Stützfläche als Rahmen
ausgebildet ist, wobei gemäß einer weiteren vorteilhaften
Ausführungsform der Verschiebefreiheitsgrad des Meßbehälters
durch Lagerungen innerhalb des Rahmens erreicht wird. Diese
Lagerungen können gemäß einer weiteren Ausgestaltung der
erfindungsgemäßen Anordnung aus Wälzlagern oder aus Gleit
lagern bestehen. Darüber hinaus sieht eine andere Ausge
staltung der erfindungsgemäßen Anordnung vor, die Lagerung des
Meßbehälters durch Membrane zu realisieren, die senkrecht zur
Lagerungsachse aufgespannt sind.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen
Anordnung sieht vor, für die Lagerung des Meßbehälters Vor
kehrungen zur radialen Fixierung zu verwenden,
die am Meßbehälter angreifen und ausschließlich Zugkräfte
übertragen. Derartige Vorkehrungen können beispielsweise
Stahlseile oder Ketten sein. Für die beiden letztgenannten
Lagerungsvarianten sprechen deren geringe Anfälligkeit
gegen Korrosion und die Tatsache, daß kein nennenswerter
Wartungsaufwand erforderlich ist.
Ist der Meßbehälter innerhalb des Rahmens erfindungsgemäß
nur in Richtung seiner Lagerungsachse um weniger Millimeter
verschiebbar, so kann der Rahmen selbst mit der Gesamtan
ordnung bzw. mit dem Fahrgestell des Fahrzeuges gemäß einer
vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Anordnung
im wesentlichen ohne eigene Bewegungsfreiheitsgrade ver
bunden sein. Eine begrenzte Beweglichkeit des Rahmens
gegenüber der Gesamtanordnung oder dem Fahrgestell ist
unter Umständen dann angezeigt, wenn es erforderlich sein
sollte, wie dies eine andere vorteilhafte Ausgestaltung der
erfindungsgemäßen Anordnung vorsieht, aus Gründen der
Schwingungsdämpfung den Meßbehälter und die Kräfte messende
Einrichtung, die sogenannte Wiegezelle, schwingungstech
nisch von ihrer Umgebung zu trennen, indem der Rahmen über
Feder-/Dämpfungs-Elemente in der gesamten Anordnung bzw.
auf dem Fahrgestell gelagert ist.
Eine andere vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsge
mäßen Anordnung sieht in diesem Zusammenhang vor, daß die
Feder-/Dämpfungs-Elemente derart angeordnet sind, daß der
Schwerpunkt des zu dämpfenden Rahmens in einer durch die
Feder-/Dämpfungs-Elemente hindurchgelegt gedachten Ebene
liegt. Dadurch werden insbesondere bei Querschwingungen und
Querbewegungen die daraus resultierenden Kräftemomente.
welche durch die in den Feder-/Dämpfungs-Elementen und im
Schwerpunkt angreifenden Kräfte gebildet werden, minimiert.
Durch geeignete Auswahl und Bemessung der Feder-/Dämpfungs-
Elemente gelingt es fast immer, Resonanzerscheinungen zwischen
den anregenden Schwingungen von außen und der Eigenfrequenz
der Systeme zu vermeiden.
Damit das Meßergebnis der Wägung im Rahmen der zulässigen
Toleranz von der Auswerteeinrichtung möglichst schnell
akzeptiert wird, genügt es nicht nur, Resonanzerscheinungen
zwischen den anregenden Schwingungen von außen und der
Eigenfrequenz des Systems zu vermeiden, sondern es muß auch
verhindert werden, daß die in den Meßbehälter eingeleitete
Flüssigkeit Schwing- und Schwallbewegungen über einen längeren
Zeitraum ausführt. Aus diesem Grunde sieht eine weitere
vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung
vor, daß im Meßbehälter wenigstens ein Schwallblech vorgesehen
ist, das in der Meßbehälter-Längsachse orientiert ist. Darüber
hinaus sieht eine weitere Ausführungsform der erfindungs
gemäßen Anordnung vor, mehrere Schwallbleche radial zum
Zentrum des Meßbehälters auszurichten und diese einerseits
jeweils am Mantel des Meßbehälters angreifen zu lassen und
andererseits im Zentrum des Meßbehälters miteinander zu
verbinden. Werden die Vorkehrungen zur radialen Fixierung, wie
dies eine andere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung
vorschlägt, in der radialen Richtung der Schwallbleche und in
deren Fortsetzung nach außen angeordnet, so gelingt es auf
einfache Weise, die zur Lagerung des Meßbehälters notwendigen
Kräfte ohne Verformung des Meßbehälters in diesen einzuleiten.
Da die an den Meßbehälter herangeführten Leitungen sich
zunächst am Rahmen abstützen, ergibt die begrenzte Beweglich
keit des Rahmens gegenüber seiner äußeren Umgebung zwar von
den Leitungen auf den Rahmen ausgeübte Kraftwirkungen jedoch
keinerlei Kraftwirkung auf den Meßbehälter. Selbstverständlich
können auch diese Leitungen unter Zwischenschaltung eines
elastischen Rohrleitungsabschnittes am Rahmen befestigt sein.
Damit die Kräfte messende Einrichtung, die sogenannte
Wiegezeile, nur während der Wägung des Meßbehälters
belastet wird, sieht eine vorteilhafte Weiterbildung der
erfindungsgemäßen Anordnung vor, daß der Meßbehälter in
eine die Kräfte messende Einrichtung wechselweise von der
Gewichtskraft entlastete oder mit der Gewichtskraft
belastete Position überführbar ist.
Dieses wird unter anderem dadurch möglich, daß nach einer
weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungs
gemäßen Anordnung eine sich auf der Stützfläche bzw. dem
Rahmen unmittelbar oder mittelbar abstützende Hubein
richtung entweder über die Kräfte messende Einrichtung oder
unmittelbar am Meßbehälter angreift, so daß dadurch die
Gewichtskraft des Meßbehälters der Wiegezelle entweder
aufgeprägt oder von dieser entfernt werden kann.
Um die Wägung des Meßbehälters von verfälschenden äußeren
Kraftwirkungen zu befreien, ist nach einer anderen vor
teilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung
vorgesehen, daß gleichzeitig mit der Überführung des
Meßbehälters in eine die Kräfte messende Einrichtung mit
der Gewichtskraft belastete Position der Zulaufleitungs
abschnitt und/oder der Ablaufleitungsabschnitt vom Meß
behälter entkoppelt wird. Dies geschieht auf einfache Weise
dadurch, daß die vorstehend beschriebene Hubeinrichtung
beim Verschieben des Meßbehälters, mit dem Ziel einer
Belastung der Wiegezelle, gleichzeitig den Zulaufleitungs
abschnitt und/oder den Ablaufleitungsabschnitt vom Meß
behälter trennt.
Um den Neigungswinkel der Anordnung gemäß der Erfindung zu
bestimmen, ist gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform
vorgesehen, daß eine Referenzmasse, die adäquat zum
Meßbehälter gelagert ist, an einer Wiegezelle angreift.
Über das Verhältnis aus der Hangabtriebskraft und der
tatsächlichen Gewichtskraft der Referenzmasse läßt sich die
Gewichtskraft des Meßbehälters auf einfachste Weise aus der
an der Wiegezelle des Meßbehälters angreifenden Hangab
triebskraft errechnen. Ein Umweg über den tatsächlichen
Neigungswinkel ist im Rahmen dieser Berechnung nicht mehr
notwendig. In dem Maße, wie die Hangabtriebskraft der
Referenzmasse durch Neigung reduziert wird, wird auch die
Hangabtriebskraft des Meßbehälters erniedrigt.
Eine andere vorteilhafte Ausführungsform der Anordnung
gemäß der Erfindung sieht vor, daß die Meßeinrichtung zur
Bestimmung des Neigungswinkels eine über eine Achse drehbar
gelagerte Scheibe aufweist, die an ihrem Umfang mit einer
Unwucht ausgestattet ist, und bei der eine auslenkbare oder
pendelnd aufgehängte Masse ein dem Neigungswinkel gegenüber
der Senkrechten proportionales Signal erzeugt. Da die
Unwucht der Scheibe immer deren tiefste Schwerpunktslage
einstellt, ist der Auslenkungswinkel der pendelnd aufge
hängten Masse in seinem Betrag gleich dem räumlichen
Neigungswinkel der Lagerungsachse. Auf diese Weise gelingt
es sehr einfach, mit einem einzigen Meßgerät eine Raum
winkelmessung vorzunehmen.
Nach einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Anord
nung gemäß der Erfindung ist vorgesehen, daß die Scheibe
bezüglich ihrer Achse mittels einer Antriebsvorrichtung
wenigstens eine volle Umdrehung ausführt. Durch diese
Maßnahme ist es möglich, quasi auf dynamischem Wege den
räumlichen Neigungswinkel der Lagerungsachse zu ermitteln.
Während bei der vorgenannten Ausführungsform so lange
gewartet werden muß, bis sich die Scheibe mit ihrer Unwucht
in ihre tiefste Schwerpunktlage eingependelt hat, ist bei
dieser Weiterbildung der erfindungsgemäßen Anordnung
lediglich sicherzustellen, daß die Scheibe wenigstens eine
volle Umdrehung bezüglich ihrer Achse ausführt. Selbst
verständlich muß die Winkelgeschwindigkeit in diesem
Zusammenhang derart bemessen sein, daß keine die Auslenkung
der Masse beeinflussenden Fliehkräfte auftreten. Da erfin
gungsgemäß wenigsten eine volle Umdrehung der Scheibe
vorgesehen ist, durchläuft die auslenkbare oder pendelnd
aufgehängte Masse in jedem Falle einmal die Stelle, bei der
sie ihre tiefste Schwerpunktlage einnimmt. Die tiefste
Schwerpunktlage markiert aber gleichzeitig auch den räum
lichen Neigungswinkel der Lagerungsachse der Scheibe.
Eine andere Ausgestaltung der Anordnung gemäß der Erfin
dung sieht vor, daß der Meßbehälter in seinem oberen und
unteren Bereich jeweils mit einer den Flüssigkeitsstand
meldenden Sonde ausgestattet ist. Die untere Sonde bietet
die Möglichkeit, auf eine vollständige Entleerung des
Meßbehälters zu verzichten und den Entleerungsvorgang bei
Erreichen der unteren Sonde abzubrechen. Zum einen wird
dadurch verhindert, daß die dem Meßbehälter nachgeschaltete
Pumpe Luft saugt, zum anderen ist das vollständige Ent
leeren des Meßbehälters nur dann sinnvoll, wenn auf eine
Verwiegung des leeren Behälters verzichtet d. h. wenn das
Tara-Gewicht des Behälters zur Gewichtskraftberechnung
der im Meßbehälter gestapelten Flüssigkeit herangezogen werden
kann. Dies geht aber mit ausreichender Genauigkeit nur dann,
wenn sich der Meßbehälter vollständig entleert hat. In der
Regel steht aber diese Zeit, die bei viskosen oder hoch
viskosen Flüssigkeiten sehr lang sein kann, nicht zur
Verfügung.
Aus der Hauptanmeldung ist bereits eine Anordnung bekannt,
bei der der Zulaufleitungsabschnitt und der Ablauflei
tungsabschnitt jeweils über einen elastischen Rohrleitungs
abschnitt an den Meßbehälter angeschlossen sind.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen
Anordnung sieht vor, daß der Zulauf- und der Ablauflei
tungsabschnitt jeweils über eine Kupplung an den Meßbe
hälter angeschlossen sind. Dadurch gelingt es, die
Gewichtskraftbestimmung der im Meßbehälter gestapelten
Flüssigkeit vollständig frei von das Meßergebnis verfäl
schenden äußeren Kraftwirkung durchzuführen.
Den gleichen Vorteil erreicht man, wenn, wie dies eine
weitere vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Anordnung vorzieht, der Zulaufleitungsabschnitt über eine
Behälteröffnung in den Meßbehälter berührungsfrei hinein
geführt und der Ablaufleitungsabschnitt über eine Kupplung
an den Meßbehälter anschließbar ist.
Eine andere Weiterbildung der erfindungsgemäßen Anordung
erreicht den gleichen Vorteil dadurch, daß der Zulauflei
tungsabschnitt über eine Behälteröffnung in den Meßbehälter
berührungsfrei hineingeführt und der Ablaufleitungsab
schnitt entweder von dem Meßbehälter berührungsfrei mittels
eines Auffanggefäßes fortgeführt oder aus dem Meßbehälter
berührungsfrei herausgeführt ist.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung eines Verfahrens mittels
einer Anordnung gemäß der Erfindung sieht vor, daß mit der
zu überführenden Flüssigkeit ein mit wenigstens zwei
Meßbehältern ausgestattetes Meßsystem wechselweise bzw. in
zyklischer Reihenfolge befüllt, entleert oder teilentleert
werden, und daß die Masse des befüllten und entleerten oder
teilentleerten Meßbehälters bestimmt wird. Durch eine
derartige verfahrenstechnische Kombination werden einer
seits die Vorteile der erfindungsgemäßen Anordnung genutzt,
andererseits werden die bislang bei der Anwendung von
Wiegesystemen auftretenden zeitlichen Probleme, hervor
gerufen durch die diskontinuierliche Betriebsweise,
überwunden.
Die vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Anordnungen und
das Verfahren zur quasikontinuierlichen Beschickung des
Meßbehälters sind nicht nur anwendbar für Getränke wie Milch
oder Bier, sondern sie sind überall dort einsetzbar, wo eine
exakte Massenbestimmung und -abgrenzung von Flüssigkeiten
allgemein angezeigt, erforderlich oder vorgeschrieben ist. Die
erfindungsgemäß vorgeschlagenen Anordnungen lösen das Problem
der Überführung, Massenbestimmung und -abgrenzung von Flüs
sigkeiten, und zwar unabhängig davon, ob die Flüssigkeit aus
mehreren Behältern eingesammelt und in einen gemeinsamen
Behälter überführt, oder aber ob die Flüssigkeit aus einem
gemeinsamen Behälter in mehrere Behälter verteilt wird.
Entscheidend ist lediglich, daß beim Einsammeln oder beim Ver
teilen von Flüssigkeit eine Massenbestimmung und -abgrenzung
der einzusammelnden bzw. zu verteilenden Flüssigkeit erfolgt.
Klassische Anwendungsbeispiele stellen einerseits das Sammeln
von Milch von Anlieferern in einen Milchtankwagen oder die
Verteilung von Faßbier aus einem mobilen Fabier-Vorratstank in
meist stationäre Faßbiertanks verschiedener, räumlich
getrennter Abnehmer, z. B. Gaststätten, dar. In beiden Fällen
hat eine Massenbestimmung Vorteile gegenüber einer Volumenbe
stimmung, da zum einen beim Einsammeln von Milch nicht uner
hebliche Luftmengen mit der Milch angesaugt werden und zum
anderen bei der Verteilung von Bier die darin gelöste Kohlen
säure bei Druckabsenkung in erheblichem Maße gasförmig ent
bindet.
Die erfindungsgemäße Anordnung wird anhand von Ausführungs
beispielen in den nachfolgend erläuterten Figuren der Zeich
nung im einzelnen näher beschrieben.
Es zeigt:
Fig. 1 eine Anordnung gemäß der Erfindung in schemati
scher Darstellung, wobei die Befüllung und Ent
leerung der Meßbehälter über eine dem Meßsystem
vor- und eine nachgeschaltete Fördereinrichtung
durchführbar ist;
Fig. 2 eine weitere Anordnung gemäß der Erfindung in
schematischer Darstellung mit einem über eine
Hubeinrichtung verschiebbaren Meßbehälter;
Fig. 2a eine Draufsicht auf die Anordnung gemäß Fig. 2;
Fig. 3 eine Ausführungsform der Meßeinrichtung zur
Bestimmung des räumlichen Neigungswinkels der
erfindungsgemäßen Anordnung;
Fig. 4, 4a, 4b Lagerungsvarianten der Anordnung gemäß der Erfin
dung;
Fig. 5 bis 5c weitere Anordnungen gemäß der Erfindung, wobei
Zulauf zum und Ablauf vom Meßbehälter unterschied
lich ausgestaltet sind;
Fig. 6 bis 6c andere Anordnungen gemäß der Erfindung, wobei
jeweils der Zulauf von und der Ablauf nach oben
erfolgt und in gleicher Weise wie bei den Anord
nungen gemäß Fig. 5 bis 5c ausgebildet sind.
Ein Meßbehälter 1 (Fig. 1) ist über einen oberen und einen
unteren Lagerzapfen 1 i bzw. 1 j in einem Rahmen 21 mittels
Radiallager 22 a, 22 b gelagert. Nur in Richtung seiner
Lagerungsachse weist der Meßbehälter 1 einen Verschiebefrei
heitsgrad auf. Die in Richtung der Lagerungsachse wirkende
Kraftkomponente F H* der Gewichtskraft F greift an einer Kräfte
messenden Einrichtung 18, der sogenannten Wiegezelle, an und
wird dort gemessen. Neben der dargestellten klassischen
Lagerung mittels Wälz- (vgl. Fig. 4) oder Gleitlager ist erfin
dungsgemäß alternativ auch eine Lagerung mittels Membrane
(vgl. Fig. 4a) vorgesehen. Eine weitere vorteilhafte
Lagerungsvariante stellt die radiale Fixierung des Meßbehäl
ters 1 mittels Vorkehrungen 44 wie Seile oder Kette dar, die
ausschließlich Zugkräfte zwischen Rahmen 21 und Meßbehälter 1
übertragen (vgl. Fig. 4b).
Der Meßwert F H * wird einer Auswerteeinrichtung 24 übermittelt.
In einer Zulaufleitung 4 ist eine erste Fördereinrichtung
16 angeordnet, mit der Flüssigkeit, insbesondere Milch oder
Bier, aus einem ersten Behälter 15 in den Meßbehälter 1
gefördert wird. Hinter der ersten Fördereinrichtung 16
verzweigt sich die Zulaufleitung 4 gegebenenfalls in
mehrere Zulaufleitungsabschnitte, von denen der Zulauf
leitungsabschnitt 4 a zum Meßbehälter 1 dargestellt ist.
Der Zulaufleitungsabschnitt 4 a ist am Rahmen 21 an der
Stelle 21 a befestigt. Dadurch werden Kraftwirkungen von der
Zulaufleitung 4 oder dem Zulaufleitungsabschnitt 4 a auf den
Meßbehälter 1 verhindert. Ein elastischer Rohrleitungs
abschnitt 39 a erlaubt eine Beweglichkeit des Rahmens 21
innerhalb der Gesamtanordnung. Die gleichen Vorkehrungen
sind hinsichtlich des Ablaufleitungsabschnitts 5 a, der in
die Ablaufleitung 5 einmündet und über eine zweite Förder
einrichtung 17 und eine nachgeordnete Überführungsleitung 6
in einen zweiten Behälter 6 a führt, vorgesehen. Der Ablauf
leitungsabschnitt 5 a ist an der Stelle 21 b am Rahmen 21 be
festigt. Damit der Meßbehälter 1 kraftwirkungsfrei an die
Wiegezelle 16 angeschlossen werden kann, sind im Zulauf-
und Ablaufleitungsabschnitt 4 a bzw. 5 a innerhalb des
Rahmens 21 elastische Rohrleitungsabschnitte 39 vorgesehen.
Erfindungsgemäß können der Zu- und der Ablauf auch anders
ausgestaltet sein. Diesbezügliche Ausführungsformen sind in
den nachfolgend beschriebenen Fig. 5 bis 6c dargestellt
und erläutert. Es ist auch nicht zwingend notwendig, daß
der Zulaufleitungsabschnitt 4 a, wie in Fig. 1 dargestellt.
an der Oberseite des Meßbehälters 1 einmündet. Im Gegensatz
hierzu ist eine von unten in den Meßbehälter 1 eintretende
Leitung, die sich im Innern des Meßbehälters beispielsweise
bis in den oberen Bodenbereich fortsetzt, denkbar. Ebenso
muß der Ablaufleitungsabschnitt 5 a nicht an die Unterseite
des Meßbehälters 1 angeschlossen sein. Falls die Flüssig
keit über eine zweite Fördereinrichtung 17 aus dem Meßbe
hälter 1 abgesaugt werden kann, so ist es auch möglich, den
Ablaufleitungsabschnitt 5 a nach oben aus dem Meßbehälter 1,
wie die Anordnungen gemäß den Fig. 6a bis 6c zeigen,
herauszuführen.
Zur Befüllung und Entleerung des Meßbehälters dienen
steuerbare Ventile 1 a bzw. 1 b. In seinem oberen und unteren
Bereich weist der Meßbehälter 1 jeweils eine Niveausonde 1 e
bzw. 1 k auf. Mit diesen oder über das Meßergebnis der
Wiegezelle 18 läßt sich die Befüllung und Entleerung des
Meßbehälters 1 steuern.
Für den Druckausgleich bei der Entleerung oder der Befül
lung des Meßbehälters 1 sorgt ein Druck- und Entlüftungs
ventil 1 f.
Der Rahmen 21 stützt sich über Feder-/Dämpfungs-Elemente 33
auf einem Fahrgestell 34 ab. Am Rahmen 21 ist eine Meß
einrichtung 32 angeordnet, die seine räumliche Neigungs
bewegung mitvollzieht. Innerhalb der Meßeinrichtung 32
befindet sich eine Referenzmasse 36, die vorzugsweise
adäquat zum Meßbehälter 1 innerhalb eines Rahmens 37 über
Lager 38 a und 38 b gelagert ist und an einer Wiegezelle 35
angreift. Da die Gewichtskraft F RM der Referenzmasse 36
bekannt ist, läßt sich über die an der Wiegezelle 35
gemessene Hangabtriebskraft F H einerseits der räumliche
Neigungswinkel α des Rahmens 21 und damit des Meßbehälters
1 und andererseits die tatsächliche Gewichtskraft F des
Meßbehälters 1 ermitteln, wenn dessen an der Wiegezelle 18
angreifende Hangabtriebskraft F H * gemessen wird.
Mit der unter der Beschreibung zu Fig. 7 der Hauptan
meldung angegebenen Beziehung für die Gewichtskraft F des
Meßbehälters 1 (s. Gleichung 1) stellt sich die seitens
der Auswerteeinrichtung 24 im Hinblick auf die Ermittlung
der Masse des Meßbehälters 1 notwendige Berechnung wie
folgt dar: der Kosinus des Neigungswinkels α ist der Quotient
aus der an der Wiegezelle 35 (WZ 2) angreifenden Hangab
triebskraft F H und der Gewichtskraft F RM der Referenzmasse 36:
cos α = F H (WZ 2)/F RM = A(WZ 2). (2)
Ersetzt man in Gleichung 1 der Hauptanmeldung den Sinus des
Winkels α durch seinen Kosinus, so erhält man:
m = F/g = F H *(WZ 1)/g/(cos α-μ √). (1a)
m = F/g = F H *(WZ 1)/g/(cos α-μ √). (1a)
Setzt man Gleichung (2) in Gleichung (1a) ein, so erhält man
für die Masse m des Meßbehälters 1 folgende Beziehung:
m = F H * (WZ 1)/g/(A(WZ 2)-μ √). (1b)
Man erkennt, daß die Massen m des Meßbehälters 1 ermittelt
werden kann, wenn der Auswerteeinrichtung 24 die Variablen
Hangabtriebskraft F H *, gemessen an der Wiegezelle 18
(WZ 1), der Kosinus des Neigungswinkels α (gemessen über die
Meßeinrichtung 32) und der Reibungskoeffizient μ der Meßbehäl
ter-Lagerung übermittelt werden. Bei hinreichend reibungsarmer
Lagerung kann der Reibungskoeffizient μ vernachlässigt
werden, oder aber der Reibungskoeffizient μ geht mit hin
reichender Genauigkeit als Gerätekonstante in die Rechnung
ein.
In den Fig. 2 und 2a ist eine weitere erfindungsgemäße
Anordnung schematisch dargestellt. Fig. 2 zeigt eine Ansicht
der Anordnung im Mittelschnitt, wobei die Feder-/Dämpfungs-
Elemente 33 in Verbindung mit ihrer fahrgestellseitigen
Lagerung 34 in die Schnittebene hineingeklappt wurden. Fig. 2a
zeigt die Draufsicht auf die vorgenannte Anordnung.
Erfindungsgemäß ist der Zulaufleitungsabschnitt 4 a über eine
Behälteröffnung 10 berührungsfrei in den Meßbehälter 1
hineingeführt. Der Ablaufleitungsabschnitt 5 a ist über eine
Kupplung 45, die aus einer oberen und einer unteren Kupp
lungshälfte 45 a bzw. 45 b und einer die Kupplungshälften
gegeneinander abdichtenden Dichtung 45 c besteht, an den
Meßbehälter 1 anschließbar. Eine in der oberen Kupplungshälfte
45 a ausmündende Auslauföffnung 1 m des Meßbehälters 1 ist über
eine in ihr angeordnete Absperreinrichtung 1 n steuerbar.
Die Lagerung des Meßbehälters 1 erfolgt über Vorkehrungen 44,
die den Meßbehälter 1 radial fixieren, ihm aber eine kraftwir
kungsfreie, begrenzte axiale Verschiebung in Richtung
seiner Symmetrieachse ermöglichen. Die Vorkehrungen 44 greifen
einerseits am Meßbehälter 1 und andererseits am Rahmen 21 an,
und sie können ausschließlich Zugkräfte übertragen. Es kommen
vorzugsweise Stahlseile zur Anwendung, deren endseitige
Lagerung und Fixierung nachfolgend noch erläutert wird. Die
Vorkehrungen 44 greifen derart am Mantel des Meßbehälters 1
an, daß sie sich in der radialen Richtung der Schwallbleche 1 l
und in deren Fortsetzung nach außen orientieren. Da die
Schwallbleche sternförmig angeordnet und radial zum Zentrum
des Meßbehälters 1 ausgerichtet und dort miteinander verbunden
sind, ergibt sich eine günstige Krafteinleitung in den Meß
behälter 1, ohne daß dadurch die Gefahr einer Deformation des
Mantels des Meßbehälters 1 besteht.
Während der Zulauf- und der Ablaufleitungsabschnitt 4 a bzw. 5 a
über Befestigungen 21 a bzw. 21 b fest mit dem Rahmen 21
verbunden sind, kann der Meßbehälter 1 über eine Hubeinrich
tung 43 axial verschoben werden. Sie besteht aus einem
Zylinder 43 a, einem Kolben 43 b und einer Kolbenstange 43 c.
Letztere ist mit einer Kräfte messenden Einrichtung 18, einer
sogenannten Wiegezelle, verbunden. An ihr wiederum hängt der
Meßbehälter 1. Die Verbindungen zwischen der Kräfte messenden
Einrichtung 18 und der Kolbenstange 43 c einerseits und dem
Meßbehälter 1 andererseits sind biegeweich ausgeführt; sie
können lediglich Zugkräfte übertragen. Der Kolben 43 b ist
innerhalb des Zylinder 43 a über ein Druckmittel D beauf
schlagbar, so daß eine begrenzte axiale Hubbewegung des
Meßbehälters 1 durchführbar ist. Falls die Hubeinrichtung 43
nicht angesteuert ist, stützt sich die gesamte Gewichtskraft
des Meßbehälters 1 einschließlich der ggf. in ihm gestapelten
Flüssigkeit, über die Kupplung 45 auf dem Ablaufleitungsab
schnitt 5 a ab. Dadurch wird gleichzeitig eine sichere
Abdichtung der beiden Kupplungshälften erreicht. Die Kräfte
messende Einrichtung 18 ist in dieser Position vollständig von
Gewichtskräften entlastet. Der Meßbehälter 1 läßt sich über
die Hubeinrichtung 43 in eine die Kräfte messende Einrichtung
18 mit der Gewichtskraft des Meßbehälters 1 belastete Position
überführen. Gleichzeitig mit dieser Überführung wird der
Ablaufleitungsabschnitt 5 a vom Meßbehälter 1 entkoppelt. In
dieser nunmehr erreichten Wiegeposition ist der Meßbehälter 1
vollständig frei von verfälschenden äußeren Kräften, da ja
auch der Zulaufleitungsabschnitt 4 a über eine Behälteröffnung
10 in den Meßbehälter 1 berührungsfrei hineingeführt ist.
Selbstverständlich sind auch Lösungen möglich, bei denen sich
der Meßbehälter 1 auf der Wiegezeile 18 unter Ausübung von
Druckkräften abstützt, und wobei die Hubeinrichtung auch
unterhalb des Meßbehälters 1 angeordnet sein kann.
Um äußere Kräfte vom Meßbehälter 1 und von der Kräfte mes
senden Einrichtung 18 fernzuhalten und auch Schwing- und
Schwappbewegungen, die unter Umständen über die in den Meß
behälter 1 eingeleitete Flüssigkeit im Innern des Systems
angeregt werden, möglichst schnell abklingen zu lassen, ist
vorgesehen, daß der Rahmen 21 über Feder-/Dämpfungs-Elemente
33 in der gesamten Anordnung bzw. auf dem Fahrgestell 34
gelagert ist. Dabei sind die Feder-/Dämpfungs-Elemente 33
derart angeordnet, daß der Schwerpunkt S des zu dämpfenden
Rahmens 21 mit all seinen Bestandteilen in einer durch die
Feder-/Dämpfungs-Elemente 33 hindurchgelegt gedachten Ebene
liegt. Durch diese Anordnung lassen sich Kräftemomente, die
aus den im Massenschwerpunkt angreifenden d′Alembertschen
Trägheitskräften und den Reaktionskräften in den Feder-
/Dämpfungs-Elementen 33 gebildet werden, weitestgehend mini
mieren.
Mit E ist der Eintrittsstrom gekennzeichnet, der über den
Zulaufleitungsabschnitt 4 a in den Meßbehälter 1 gelangt. Die
Befüllung des Meßbehälters 1 und die Füllstandsbegrenzung
wurden bereits in der Hauptanmeldung beschrieben. Wie vor
stehend bereits erläutert, erfolgt bei der dargestellten
Anordnung die Wägung ohne kräftemäßige Rückwirkungen vom
Zulauf- und Ablaufleitungsabschnitt 4 a bzw. 5 a, da ersterer in
jeder Phase des Befüllungs- und Entleerungsvorganges berüh
rungsfrei in den Meßbehälter hineingeführt ist, und letzterer
während des Wiegens vom Meßbehälter 1 entkoppelt ist. Zwecks
Entleerung des Meßbehälters 1 muß dieser über die Hubeinrich
tung 43 wieder mit dem Ablaufleitungsabschnitt 5 a verbunden
werden, so daß der Austrittsstrom A über die mit der Absperr
einrichtung 1 n steuerbare Auslauföffnung 1 m in den Ablauf
leitungsabschnitt 5 a und von dort in die nachgeordnete Anord
nung überführt werden kann. Mit der Bezeichnung K ist ange
deutet, daß die gesamte Anordnung bzw. das Fahrgestell 34
räumliche Kipp- bzw. Neigungsbewegungen ausführen kann.
In der Draufsicht (Fig. 2a) ist ein zweiter Meßbehälter 2
angedeutet, der zusammen mit dem Meßbehälter 1 wechselweise
befüllt und entleert oder teilentleert werden kann, so daß
eine quasikontinuierlische Überführung, Massenbestimmung und
-abgrenzung von Flüssigkeiten durchführbar ist.
Eine vorteilhafte Ausführungsform einer im Zusammenhang mit
der Anordnung gemäß der Erfindung einsetzbaren Meßeinrichtung
23 ist in Fig. 3 dargestellt. Sie weist über eine Achse
23 c drehbar gelagerte Scheibe 23 b auf, die an ihrem Umfang mit
einer Unwucht 23 d ausgestattet ist, und bei der eine pendelnd
aufgehängte Masse ein dem Neigungswinkel α gegenüber der
Senkrechten proportionales Signal erzeugt.
Die Scheibe 23 b wird sich infolge ihrer Unwucht 23 d stets
selbsttätig so justieren, daß ihr Schwerpunkt eine tiefst
mögliche Höhenlage einnimmt. Dadurch erreicht man, daß der
Auslenkungswinkel der Masse 23 a dem räumlichen Neigungs
winkel a des Rahmens 21 gleich ist, an dem die Meßeinrichtung
23 angeordnet ist. Der Vorteil der dargestellten Meß
einrichtung 23 liegt darin, daß der räumliche Neigungswinkel a
über eine einzige Meßeinrichtung 23 erfaßt werden kann.
Selbstverständlich ist er auch über zwei Meßeinrichtungen zu
ermitteln, die nicht drehbar sind, und die in zwei im rechten
Winkel zueinander angeordneten Ebenen arbeiten, wobei dann
anschließend über die Auswerteeinrichtung 24 der räumliche
Neigungswinkel α über seine rechtwinkligen Komponenten berech
net werden muß.
In den Fig. 4 bis 4a sind Lagerungsmöglichkeiten des
Meßbehälters 1 schematisch dargestellt. Erfindungsgemäß geht
es darum, den Meßbehälter 1 derart abzustützen bzw. zu lagern,
daß er nur in Richtung seiner von der Kräfte messenden Ein
richtung 18, der Wiegezelle, meßbaren Gewichtskraftkomponente
F H * einen Verschiebefreiheitsgrad gegenüber der Stützfläche
bzw. dem Rahmen 21 aufweist. Der erforderliche Verschiebeweg
ist außerordentlich gering: er bewegt sich im Millimeter
bereich. Daher sind neben klassischen Lagerungen mittels Wälz-
oder Gleitlager auch Lagerungen in biegeweichen Membranen oder
mittels Seilen bzw. Ketten oder anderen nur Zugkräfte über
tragenden Vorkehrungen 44 möglich.
In Fig. 4 ist schematisch eine Wälzlagerung des oberen und
unteren Lagerzapfens 1 i bzw. 1 j dargestellt. Die Wälzkörper
22 a, 22 b werden in einem Kugelkäfig 22 c gehalten und führen
den Lagerzapfen 1 i, 1 j nahezu reibungsfrei innerhalb des
Rahmens 21.
Eine alternative Lösung zur Wälzlagerung gemäß Fig. 4 zeigt
Fig. 4a. Der Lagerzapfen 1 i, 1 j wird über eine Membrane 40
gehalten, die senkrecht zur Lagerungsachse zwischen Rahmen 21
und Lagerzapfen 1 j mittels Befestigungsmittel 41, 42 auf
gespannt ist. In Richtung der Lagerungsachse ist diese Mem
brane nach Maßgabe des minimal erforderlichen Verschiebeweges
außerordentlich biegeweich. Sie arbeitet daher ohne nennens
werte rückstellende Kräfte. Senkrecht zur Lagerungsachse ist
die Membrane 40 allerdings außerdordentlich steif. Der Vorteil
einer derartigen Membranlagerung besteht darin, daß das Lager
nahezu wartungsfrei arbeitet. Korrosionsprobleme treten nicht
auf. Ein hermetischer Abschluß innerhalb des Rahmens 21, wie
bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4, ist nicht erforderlich.
Eine weitere alternative Lösung zu den vorgenannten Lagerungen
ist in Fig. 4 b dargestellt. Der Meßbehälter 1 ist innerhalb
des Rahmens 21 mit Vorkehrungen zur radialen Fixierung 44
gelagert. Bei letzteren handelt es sich vorzugsweise um
Stahlseil, seilartige Gebilde oder Ketten, die lediglich
Zugkräfte übertragen können und ansonsten biegeweich bzw. in
allen anderen als der Zugrichtung leicht verformbar sind. Im
dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Stahlseil 44 radial
zum Zentrum des Meßbehälters hin orientiert und verfügt an
seinen Enden über Verdickungen 44a bzw. 44 b, die vorzugsweise
form- und/oder kraftschlüssig auf das Seil aufgebracht sind.
Die meßbehälterseitige Verdickung 44 b greift in ein Seillager
49 ein, welches mit dem Mantel des Meßbehälters 1 zweck
mäßigerweise stoffschlüssig verbunden ist. Die rahmenseitige
Verdickung 44 a stützt sich in einem Spannteil 48 ab, welches
in Richtung der Seilachse innerhalb einer mit dem Rahmen 21
zweckmäßigerweise stoffschlüssig verbundenen Mutter ver
stellbar angeordnet ist. Eine Kontermutter 51 gewährleistet,
daß eine einmal eingestellte Meßbehälter-Lagerung und
-Justierung gesichert werden kann.
Die Vorkehrungen zur radialen Fixierung 44 werden
zweckmäßig so justiert, daß sie in der Wiegeposition, in
der die Kräfte messende Einrichtung 18 mit der scheinbaren
Gewichtskraft des Meßbehälters 1 voll beaufschlagt ist,
senkrecht zur Meßbehälterachse verlaufen und bezogen auf
die senkrechte Normalstellung des Meßbehälters 1 gerade
spannungsfrei eingebaut sind. Bei einer Schrägstellung der
gesamten Anordnung haben die Vorkehrungen zur radialen
Fixierung 44 dann lediglich die Normalkraftanteile der
Gewichtskraft (vgl. Hauptanmeldung) aufzunehmen. Beein
trächtigungen des Meßergebnisses durch Rückstellkräfte
infolge Eigenspannungen in den Vorkehrungen zur radialen
Fixierung 44 sind dadurch weitestgehend ausgeschlossen.
Die Fig. 5 bis 5c und 6 bis 6c zeigen erfindungsgemäße
Anordnungen in schematischer Darstellung, bei denen Zulauf
zum und Ablauf vom Meßbehälter 1 unterschiedlich ausgestal
tet sind. Die Lagerung des Meßbehälters 1 innerhalb des
Rahmens 21 ist in allen Ausführungsbeispielen in gleicher
Weise schematisch dargestellt (44; 1 i, 22 b und 44; 1 j,
22 b), wodurch lediglich auf die Notwendigkeit einer
Lagerung des Meßbehälters 1 an sich, nicht jedoch auf eine
spezielle Lagerungsform hingewiesen werden soll.
In Fig. 5 sind alle wesentlichen, für die Beschreibung
notwendigen Bezugszeichen angeführt. In den weiteren
Figuren sind dann nur noch die Veränderungen gegenüber der
Ausführungsform nach Fig. 5 gekennzeichnet.
Der Meßbehälter 1(Fig. 5) ist über die Kräfte messende
Einrichtung 18 am Rahmen 21 angelenkt. Der Zulaufleitungs
abschnitt 4 a ist einerseits mit dem Rahmen 21 über die
Befestigung 21 a und andererseits mit dem Meßbehälter 1 über
die Befestigung 1 p festverbunden. Ein elastischer Rohr
leitungsabschnitt 39 sorgt für einen weitestgehend
kraftwirkungsfreien Anschluß des Zulaufleitungsabschnittes 4 a
am Meßbehälter 1. Der Ablaufleitungsabschnitt 5 a ist in
gleicher Weise einerseits mit dem Rahmen 21 über die Befe
stigung 21 b und andererseits mit dem Meßbehälter 1, unter
Zwischenschaltung eines weiteren elastischen Rohrleitungs
abschnittes 39, fest verbunden. Der Rahmen 21 ist mit dem
Fahrgestell 34 unmittelbar oder mittelbar im wesentlichen ohne
eigene Bewegungsfreiheitsgrade, allenfalls unter Zwischen
schaltung von Feder-/Dämpfungs-Elementen 33, verbunden. Der
Rahmen 21 kann somit mit dem Meßbehälter 1 und allen anderen
Bestandteilen eine räumliche Neigungsbewegung K fast unver
ändert nachvollziehen. Mit E und A sind der Eintritts- bzw.
der Austrittsstrom der im Meßbehälter abgegrenzten und
gewichtskraftbestimmten Flüssigkeit gekennzeichnet.
Fig. 5a zeigt eine erfindungsgemäße Anordnung, bei der sowohl
der Zulauf- als auch der Ablaufleitungsabschnitt 4 a bzw. 5 a
über jeweils eine Kupplung 46 an den Meßbehälter 1 angeschlos
sen bzw. von diesem gelöst werden können.
Bei der Anordnung gemäß Fig. 5b ist der Zulauf- als auch der
Ablaufleitungsabschnit 4 a bzw. 5 a über eine Behälteröffnung
10 berührungsfrei in den Meßbehälter 1 hineingeführt. Der
Ablaufleitungsabschnitt 5 a ist, wie bei der Anordnung gemäß
Fig. 5a, über eine Kupplung 46 an den Meßbehälter 1 an
schließbar.
Bei der Anordnung gemäß Fig. 5c haben sowohl der Zulauf- als
auch der Ablaufleitungsabschnitt 4 a bzw. 5 a zu keinem
Zeitpunkt eine Verbindung mit dem Meßbehälter 1. Der Zulauf
leitungsabschnitt ist in gleicher Weise wie bei Anordnung
gemäß 5 b in den Meßbehälter 1 berührungsfrei hineingeführt.
Der Ablaufleitungsabschnitt 5 a erweitert sich an seinem
meßbehälterseitigen Ende in ein Auffanggefäß 47, in welches
eine steuerbare Auslauföffnung 1 m des Meßbehälters 1 berüh
rungsfrei einmündet.
Die Anordnungen der Fig. 6 bis 6c entsprechen jenen der
Fig. 5 bis 5c, mit dem Unterschied, daß der Ablauflei
tungsabschnitt 5 a nicht im unteren Bodenbereich des Meßbe
hälters 1 angeordnet, sondern über seinen oberen Bodenbereich
herausgeführt ist. Die in den Fig. 6, 6a und 6b darge
stellten Lösungen im Hinblick auf die Ausgestaltung von
Zulauf- und Ablaufleitungsabschnitt 4 a bzw. 5 a im Bereich
zwischen dem Rahmen 21 und dem Meßbehälter 1 sind jeweils
identisch mit den Lösungen in den Fig. 5, 5a, und 5b. Bei
der Anordnung gemäß 6c ist der Ablaufleitungsabschnit 5 a,
ebenso wie der Zulaufleitungsabschnitt 4 a, berührungsfrei über
eine Behälteröffnung 10 aus dem oberen Bodenbereichen des
Meßbehälters 1 herausgeführt.
Meßeinrichtungen zur gravimetrischen Massenbestimmung im Sinne
der erfindungsgemäßen Anordnung erfassen die Gewichtskraft der
jeweils zu bestimmenden Masse. Deshalb wird in diesem Zusam
menhang von Kräfte messender Einrichtung gesprocken. Im ein
fachsten Fall kann dies eine Feserwaage sein. Moderne, hoch
empfindliche und sehr genaue Meßeinrichtungen arbeiten mit
sogenannten Dehnungsmeßstreifen, die ein der Gewichtskraft
proportionales, auswertbares Signal liefern. Als Kräfte
messende Einrichtungen sollen jedoch auch solche Einrichtungen
verstanden werden, die nach dem Prinzip des unmittelbaren
Massenvergleichs arbeiten. Im einfachsten Fall ist dies eine
Balkenwaage, mit der ein direkter Massenvergleich möglich ist,
und mit der die zu bestimmende Masse, unabhängig von dem sich
geringfügig ändernden Ortsfaktor (Erdbeschleunigung) exakt
meßbar ist.
Claims (25)
1. Anordnung zur Überführung, Massenbestimmung und -abgrenzung
von Flüssigkeiten, insbesondere für Getränke wie Milch oder
Bier, wobei die Flüssigkeit aus wengistens einem ersten
Behälter in wenigstens einen zweiten Behälter überführt und
dabei zum Zwecke einer gravimetrischen Massenbestimmung und
-abgrenzung zunächst in einen dem zweiten Behälter vorge
schalteten Meßbehälter gefördert und dort mittels einer
Kräfte messenden Einrichtung gewogen wird, mit einem Zulauf
der Flüssigkeit zum und einem Ablauf der Flüssigkeit vom
Meßbehälter, wodurch der Meßbehälter einerseits aus dem
ersten Behälter befüllbar bzw. andererseits in den zweiten
Behälter entleerbar ist, mit Fördereinrichtungen zur
Erzeugung von im Zulauf und im Ablauf zum Transport der
Flüssigkeiten notwendigen Druckdifferenzen und mit einer
Abstützung und Gewichtskraftbestimmung des Meßbehälters
nach dem Kennzeichen des Anspruchs 1 der Hauptanmeldung P
35 45 160.2-53, dadurch gekennzeichnet,
daß
der Meßbehälter (1) nur in Richtung seiner von der
Kräfte messenden Einrichtung (18) meßbaren Gewichts
kraftkomponete (F H *) einen Verschiebefreiheitsgrad
gegenüber der Stützfläche (21) aufweist, daß der
Zulaufleitungsabschnitt (4 a) für den Zulauf zum Meß
behälter (1) in diesen berührungsfrei hineingeführt oder
an diesen elastisch angeschlossen oder an diesen
anschließbar ist, und
daß der Ablaufleitungsabschnitt (5 a) für den Ablauf vom Meßbehälter aus diesem berührungsfrei herausgeführt oder von diesem berüh rungsfrei fortgeführt oder an diesen elastisch ange schlossen oder an diesen anschließbar ist.
daß der Ablaufleitungsabschnitt (5 a) für den Ablauf vom Meßbehälter aus diesem berührungsfrei herausgeführt oder von diesem berüh rungsfrei fortgeführt oder an diesen elastisch ange schlossen oder an diesen anschließbar ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Meßbehälter (1) in eine die Kräfte messende
Einrichtung (18) wechselweise von der Gewichtskraft
entlastete oder mit der Gewichtskraft belastete Postition
überführbar ist.
2. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß eine sich auf der Stützfläche (21) unmittelbar oder
mittelbar abstützende Hubeinrichtung (43) entweder über
die Kräfte messende Einrichtung (18) oder unmittelbar am
Meßbehälter (1) angreift.
4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Verschiebefreiheitsgrad des Meßbehälters (1)
durch Lagerungen auf der Stützfläche (21) erreicht wird,
die in Richtung der Verschiebung weitestgehend kraft
wirkungsfrei arbeiten und den Meßbehälter in anderen
Richtungen starr begrenzen.
5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß für die Lagerung des Meßbehälters (1) Wälzlager
(21, 1 i, 22 a, 22 c; 21, 1 j, 22 b, 22 c) oder Gleitlager
(21, 21 i, 21, 1 j) vorgesehen sind.
6. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß für die Lagerung des Meßbehälters (1) Membranen (40)
vorgesehen sind, die senkrecht zur Lagerungsachse aufge
spannt sind.
7. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß für die Lagerung des Meßbehälters (1) Vorkehrungen
zur radialen Fixierung (44) vorgesehen sind, die am
Meßbehälter angreifen und ausschließlich Zugkräfte
übertragen.
8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 b bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß in dem Meßbehälter (1) wenigstens ein Schwallblech
(1 l) vorgesehen ist, das in der Meßbehälter-Längsachse
orientiert ist.
9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß das Schwallblech (1 l) zum Zentrum des
Meßbehälters (1) ausgerichtet ist.
10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß mehrere Schwallbleche (1 l) einerseits jeweils am
Mantel des Meßbehälters (1) angreifen und andererseits
im Zentrum des Meßbehälters miteinander verbunden sind
und daß sich Vorkehrungen zur radialen Fixierung (44) in
der radialen Richtung der Schwallbleche (1 l) und in
deren Fortsetzung nach außen orientieren.
11. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß gleichzeitig mit der Überführung des Meßbehälters
(1) in eine die Kräfte messende Einrichtung (18) mit der
Gewichtskraft belastete Position der Zulaufleitungsab
schnitt (4 a) und/oder der Ablaufleitungsabschnitt (5 a)
vom Meßbehälter entkoppelt wird.
12. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Meßeinrichtung (32) eine Referenzmasse (36)
aufweist, die adäquat zum Meßbehälter (1) gelagert ist
und an einer Kräfte messenden Einrichtung (35) angreift.
13. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Meßeinrichtung (23) eine über eine Achse (23 c)
drehbar gelagerte Scheibe (23 b) aufweist, und bei der
eine pendelnd aufgehängte Masse (23 a) ein dem Neigungs
winkel α gegenüber der Senkrechten proportionales Signal
erzeugt.
14. Anordnung nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Scheibe (23 b) an ihrem Umfang mit einer Umwucht
(23 d) ausgestattet ist.
15. Anordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
daß die Scheibe (23 b) züglich ihrer Achse (23 c) mittels
einer Antriebsvorrichtung wenigstens eine volle
Umdrehung ausführt.
16. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Meßbehäleter (1) in seinem oberen und unteren
Bereich mit einer den Flüssigkeitsstand meldenden Sonde
(1 e, 1 k) ausgestattet ist.
17. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 16,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Stützfläche (21) als Rahmen ausgebildet ist.
18. Anordnung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet,
daß der Rahmen (21) mit der gesamten Anordnung bzw.
einem Fahrgestell (34) im wesentlichen ohne eigene
Bewegungsfreiheitsgrade verbunden ist.
19. Anordnung nach Anspruch 17 oder 19,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Rahmen (21) über Feder-/Dämpfungs-Elemente (33)
in der gesamten Anordnung bzw. auf dem Fahrgestell (34)
gelagert ist.
20. Anordnung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet,
daß die Feder-/Dämpfungs-Elemente (33) derart angeordnet
sind, daß der Schwerpunkt des zu dämpfenden Rahmens (21)
mit allen seinen Bestandteilen in einer durch die Feder-
/Dämpfungs-Elemente hindurchgelegt gedachten Ebene
liegt.
21. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 20,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Zulaufleitungsabschnitt (4 a) und der Ablauflei
tungsabschnitt (5 a) jeweils über einen elastischen Rohr
leitungsabschnitt (39) an den Meßbehälter (1) ange
schlossen sind.
22. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 20,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Zulaufleitungsabschnitt (4 a) und der Ablauf
leitungsabschnitt (5 a) jeweils über eine Kupplung (45)
an den Meßbehälter (1) angeschlossen sind.
23. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 20,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Zulaufleitungsabschnitt (4 a) über eine Behälter
öffnung (1 o) in den Meßbehälter (1) berührungsfrei
hineingeführt und der Ablaufleitungsabschnitt (5 a) über
eine Kupplung (45) an den Meßbehälter (1) anschließbar
ist.
24. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 20,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Zulaufleitungsabschnitt (4 a) über eine Behäl
teröffnung (1 o) in den Meßbehälter (1) berührungsfrei
hineingeführt und der Ablaufleitungsabschnitt (5 a)
entweder von dem Meßbehälter (1) berührungsfrei mittels
eines Auffanggefäßes (47) fortgeführt oder aus dem
Meßbehälter (1) berührungsfrei herausgeführt ist.
25. Verfahren mittels einer Anordnung nach einem der Ansprüche
1 bis 24, dadurch gekennzeichnet,
daß mit der zu überführenden Flüssigkeit ein mit wenig
stens zwei Meßbehältern (1, 2 bzw. 3) ausgestattetes
Meßsystem quasikontinuierlich beschickt wird, daß die
Meßbehälter (1, 2 bzw. 3) wechselweise bzw. in zykli
scher Reihenfolge befüllt und entleert oder teilentleert
werden, und daß die Masse des befüllten und entleerten
oder teilentleerten Meßbehälters (1, 2 bzw. 3) bestimmt
wird.
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- 1987-06-13 DE DE19873719775 patent/DE3719775A1/de active Granted
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Publication number | Publication date |
---|---|
DE3719775C2 (de) | 1989-04-13 |
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